Транспондерная система посадки: точная посадка в любых погодных условиях.

Введение

Система посадки при любых погодных условиях с высокой точностью

Транспондерная система посадки (TLS) – это система посадки при любых погодных условиях с высокой точностью, использующая существующее бортовое оборудование транспондеров и приборных систем посадки (ILS) для создания точного захода на посадку в месте, где обычно невозможна установка ILS.

Описание

Обычные системы ILS используют для вещания ряд антенн "специального назначения". Массив локализатора состоит из 8–14 и более антенных элементов и обычно располагается на расстоянии более 2000 футов от порога взлетно-посадочной полосы, часто за ее началом взлета, обеспечивая веерообразный сигнал для определения направления по азимуту (влево-вправо). Другой антенный массив располагается рядом с взлетно-посадочной полосой и обеспечивает информацию о высоте для индикации стандартной глиссады. Установка и обслуживание этого сложного комплекта антенн обходится дорого, а выбор подходящего места для их размещения затруднен в районах с неровным рельефом или препятствиями, которые могут создавать помехи сигналам наведения.

Функция

Система TLS опрашивает транспондеры всех воздушных судов. Получив ответ, TLS определяет местоположение воздушного судна с помощью трех наборов антенных решеток: один для определения горизонтального положения с использованием методов моноимпульсного наведения, второй для вертикального моноимпульсного наведения и третий для трилатерации. Затем TLS рассчитывает положение всех воздушных судов на основе ответов транспондеров и преобразует эти данные в информацию для наведения в реальном времени для воздушного судна, которому разрешен заход на посадку, исходя из его положения относительно заданной траектории захода. Траектории полета всех воздушных судов в зоне обслуживания TLS отображаются на дисплее авиадиспетчера, аналогичном вторичному радиолокатору, но с более высокой частотой обновления и повышенной точностью. Для воздушного судна, выполняющего зайти на посадку по приборам, TLS передает горизонтальные и вертикальные сигналы наведения на приемник ILS и бортовое оборудование кабины, идентичные сигналам ILS. Таким образом, сигналы будут восприниматься как исходящие из фиксированных мест, где обычно устанавливаются антенны ILS. Однако, наведение TLS не зависит от местоположения антенн – TLS может обеспечивать наведение из "виртуальных точек излучения", которые могут находиться в любом месте, необходимом для процедуры захода на посадку по приборам, но задаются в программном обеспечении TLS. Это позволяет TLS поддерживать несколько процедур захода на посадку в одном аэропорту, включая более крутые углы глиссады для вертолетов или увеличенный запас высоты над препятствиями, с помощью одной полной системы, установленной рядом с порогом взлетно-посадочной полосы. TLS также будет генерировать звуковые сигналы, имитирующие маркерные радиомаяки, для указания расстояния до взлетно-посадочной полосы, но без необходимости в физическом оборудовании. Пилоту необходимо лишь следовать тем же протоколам управления воздушным движением, которые требуются для обычного захода на посадку по ILS. Любое воздушное судно, выполняющее зайти на посадку по типу PAR, может быть отображено на консоли TLS в формате PAR, показывающей азимут и угол места. До четырех различных воздушных судов могут быть отображены независимо на четырех отдельных консолях для помощи диспетчерам PAR при выполнении заходов на посадку по радиосвязи.

Применение

TLS предназначен для установки на аэродромах, где традиционная ILS не может быть физически или практически реализована, или где спутниковая навигация недостаточно надежна. Это могут быть короткие взлетно-посадочные полосы, аэродромы с препятствиями или неровным рельефом вдоль или вблизи траектории захода на посадку, или аэродромы с ограничениями по территории или водным ресурсам на обоих концах полосы. Также это относится к аэродромам в районе Северного полярного круга или вблизи экватора, где спутниковая навигация ухудшается из-за ионосферных условий. TLS функционирует без использования спутниковой навигации и, следовательно, не подвержена преднамеренным или непреднамеренным помехам или компрометации спутниковой связи. TLS – это активная система наблюдения и отслеживания, а процедуры захода на посадку конфигурируются программным обеспечением, а не зависят от физического расположения антенн, что обеспечивает гибкость в выборе места установки. Вся система может быть размещена на небольшой площади рядом с порогом взлетно-посадочной полосы и питается от одного источника. Процедуры захода на посадку TLS могут быть разработаны в соответствии с критериями ILS, GLS или RNP, или их комбинацией, что позволяет выполнять криволинейные и сегментированные заходы на посадку, недоступные при использовании традиционной ILS. TLS сертифицирован FAA для использования в качестве ILS категории I с 1998 года, а приказ FAA 8200.27 определяет процедуру летной проверки установок TLS. TLS также соответствует всем требованиям ICAO к характеристикам ILS категории I.

Преимущества

Одним из основных преимуществ TLS является возможность обеспечения точного глиссадного курса ILS в условиях наклонной или неровной местности. Отражения могут создавать неровный глиссадный путь для ILS, вызывая нежелательные отклонения указателя. Кроме того, поскольку сигналы ILS направлены в одном направлении расположением антенных решеток, ILS поддерживает только заход на посадку по прямой. TLS обеспечивает заход на посадку по пересеченной местности и позволяет смещать центральную линию захода на посадку. С TLS ширина курса локализатора может быть настроена на пороге взлетно-посадочной полосы (обычно 700 футов и 5 градусов), независимо от длины взлетно-посадочной полосы. Характеристики ширины локализатора могут быть выбраны разработчиком схемы захода на посадку, в то время как для ILS ширина локализатора определяется расположением антенны локализатора, которое обычно является следствием длины взлетно-посадочной полосы. Для военных пользователей TLS также предоставляет графическое отображение положения самолета относительно желаемого курса захода на посадку, чтобы оператор PAR мог давать пилоту голосовые указания по снижению. Поскольку TLS работает в дальнем диапазоне вторичного локационного ответчика (SSR) (1030/1090 МГц), отсутствует затухание сигнала в дождь, которое наблюдается при использовании традиционного PAR с первичным радаром. Для традиционного PAR возможность отслеживания положения воздушного судна зависит от эффективной площади рассеяния радара самолета. TLS основан на многостороннем и трилатерационном определении местоположения с использованием транспондеров и, следовательно, отслеживает все воздушные суда, отвечающие на запросы. Всенаправленное антенное покрытие TLS простирается на 100 морских миль. TLS функционирует с использованием бортового оборудования, которое в настоящее время широко используется в авиационной отрасли. TLS использует существующее оборудование транспондера режимов 3/A/C/S для определения положения воздушного судна. Затем он передает правильный сигнал на тех же частотах, что и существующая система ILS. Все, что требуется от пилота, – это дождаться разрешения от УВД на заход по TLS и настроить приемник ILS на соответствующую частоту. TLS использует оборудование, которое уже установлено на большинстве самолетов.

One of the primary benefits of TLS is the ability to provide precision ILS guidance where terrain is sloping or uneven. Reflections can create an uneven glide path for ILS causing unwanted needle deflections. Additionally, since the ILS signals are pointed in one direction by the positioning of the arrays, ILS only supports straight in approaches. TLS supports approach over rough terrain and provides the ability to offset the approach center line. With TLS, the localizer course can have a tailored width at the runway threshold (700 feet and 5 degrees typically) regardless of the runway length. The localizer width characteristics can be selected by the approach designer whereas with an ILS the localizer width is determined by the localizer antenna placement which is usually a consequence of runway length. For military users, TLS also provides a Precision Approach Radar (PAR) graphic display of aircraft position compared to the desired approach course in order for a PAR operator to provide talk down guidance to the pilot. Since the TLS operates using the long range band of SSR (1030/1090 MHz) there is no rain fade such as experienced with a traditional PAR that uses primary radar. For a traditional PAR, the ability to track the aircraft position is dependent on the aircraft radar cross section. TLS is based on transponder multilateration and trilateration and consequently tracks all aircraft that respond to the interrogations. Omnidirectional antenna surveillance coverage of the TLS extends to 100 nautical miles. The TLS functions using airborne equipment that is currently widely used by the aviation industry. TLS uses the existing Mode 3/A/C/S transponder equipment to determine the aircraft's position. It then transmits the correct signal on the same frequencies used for the current ILS system. All the pilot is required to do is wait for clearance from ATC for the TLS approach and then tune an ILS receiver to the appropriate frequency. TLS uses equipment most airplanes already have.

Недостатки

TLS имитирует сигнал ILS, характерный для местоположения конкретного воздушного судна на заданной частоте ILS. Система способна обеспечивать заходы на посадку для четырех воздушных судов одновременно на отдельных частотах, однако корректное наведение будет получено только теми воздушными судами, которым выдано разрешение на заход по системе TLS. Другие воздушные суда, случайно настроившиеся на частоту TLS без соответствующего разрешения, не будут получать правильных указаний. С точки зрения пилота, работа с TLS не отличается от работы с обычными системами ILS. Однако для работы TLS требуется оператор, который должен обнаружить воздушное судно на консоли системы и дать команду системе на выдачу наведения, основываясь на коде его ответчика, что является отличием в работе с точки зрения управления воздушным движением.

Вариации

TLS доступен в нескольких транспортных конфигурациях для быстрого развертывания в оборонительных или других временных целях. Вся система может быть транспортирована в стандартном 20-футовом контейнере Conex, который также может использоваться в качестве центра управления, или на одной мастер-паллете 463L. Система может быть перевезена грузовиком, кораблем или любым подходящим транспортным самолетом, таким как C-130 или C-17, а также может быть доставлена по воздуху на вертолете. Транспортные системы могут быть распакованы и установлены до полной операционной готовности за несколько часов двумя обученными специалистами.